森林昆虫爆发如何依赖森林大小与树木分布：基于个体模型的结果

在这项工作中，我们提出了一个关于森林昆虫爆发的基于个体的模型。所得结果表明，爆发是系统的一种涌现特征。它是昆虫特征、昆虫所处环境以及昆虫在其中行为方式的共同产物。爆发动力学是一种尺度效应。在足够大的森林中，无论树木密度及其空间分布如何，只要昆虫扩散范围足够大，它就会以爆发的形式发展。在非常小的森林中，动力学变得更加混沌。它失去了爆发特征，特别是在树木随机分布的森林中，昆虫种群有可能灭绝。在所有昆虫动力学均具有爆发特征的森林中，单棵树上昆虫数量的局部动力学表现为数量迅速增加，随后迅速减少直至局部种群灭绝。这是来自相邻树木的迁入个体导致的结果。当树木密度变低和/或昆虫扩散范围变小时，森林中树木分布的类型变得明显。当树木均匀分布且昆虫扩散范围小时，系统作为一组或多或少孤立的局部种群而存续。在树木随机分布的森林中，当树木密度和/或昆虫扩散范围较小时，昆虫种群变得更容易灭绝。